鲁中地区玉米播期对生育期、产量与积温需求的影响

翟乃家 翟吉庆 路笃旭 刘蔚霞 乔 健 吴广俊 张 超 王光明

（淄博市农业科学研究院 山东淄博 255033）

玉米是鲁中地区主要的粮食作物， 常见种植模式有春播、麦套及夏直播，其中春播玉米总量较小，而且随着玉米品种的改良、水肥条件的改善、机械化作业水平的提高普及和劳动力成本的攀升， 玉米套种面积逐年减少，夏直播面积逐年增加。 播期对玉米产量及光温资源的利用均有一定的影响， 研究不同播期对玉米生长发育及产量形成的影响， 有助于该地区立足资源禀赋，确定合理播期及适宜种植制度，保障玉米高产稳产。 前人在播期对玉米生育期、产量及光温资源利用的影响方面进行了大量研究， 结果表明， 合适的时期播种可以使玉米生长发育与气候变化规律配合，规避不利气象条件，达到高产稳产的目的[1]。 华北各地区玉米产量在4 月下旬至6 月中旬的播期范围内均呈现随播期延迟而增加的趋势[2]。 玉米籽粒产量与生育期内有效积温呈正相关[3]，玉米品种生理成熟所需要的积温主要取决于品种自身的特性，除了调整播期，还需筛选出与本地区的温度等资源状况相匹配的品种[4]。 目前，全球气候正经历着一场以变暖为主要特征的显著变化[5]，黄淮海地区秋末冬初气温升高， 玉米生长期后延， 为夏玉米适当晚收、冬小麦适期晚播提供了条件[6]。 黄淮海地区覆盖范围较广， 不同地区光温资源与种植模式存在一定差异，在前人的研究基础上，通过选用不同熟期品种进行12 个播期试验， 筛选适宜本地区的最佳播期、适宜收获期和高产稳产玉米品种， 计算全生育期天数、积温，可为该地区玉米种植模式及品种选择提供理论依据及数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验在淄博市农业科学研究院试验基地进行，属于暖温带季风气候。 试验田属于春留地，春季深耕翻地。 试验田0～40 cm 耕层土壤有机质含量11.6 g/kg，速效氮含量13.7 mg/kg，速效磷含量7.5 mg/kg，速效钾含量48.2 mg/kg。 2020 年玉米收获后空置， 并在2021 年试验开展前深耕翻地施底肥。

1.2 试验材料

选用早熟品种迪卡517（DK517）和中熟品种郑单958（ZD958）、先玉335（XY335）3 个当前有代表性的主推品种为供试材料。

1.3 试验设计

参照本地通常播种时间（春播、套种、夏直播），设4 月20 日（T1）、 4 月28 日（T2）、 5 月6 日（T3）、5 月11 日（T4）、5 月18 日（T5）、5 月25 日（T6）、6 月1 日（T7）、6 月8 日（T8）、6 月15 日（T9）、6 月22 日（T10）、6 月30 日（T11）、7 月6 日（T12）12 个播期处理。 裂区试验设计，播期为主区，品种为副区，小区种植，不设重复，小区长度8 m，面积28.8 m2，种植玉米6 行，播种密度为67 500 株/hm2，行距60 cm，株距24.7 cm。 播前施用玉米复合肥600 kg/hm2，全部作为基肥在播种前一次性条施，播种后视土壤墒情合理浇“蒙头水”，整个生育期间遇旱及时浇水，及时除草，防治病虫害，其他栽培管理措施同一般高产玉米田。

1.4 调查项目与测定方法

1.4.1 发育进程观测并记录各处理播种、出苗、抽雄、成熟等主要生育时期，成熟期以果穗中部籽粒乳线消失、黑层出现为准，最晚收获期为10 月12 日。

1.4.2 产量及产量构成因素玉米成熟后， 收取果穗30 穗，待风干后进行室内考种，测定穗行数（果穗中部的籽粒行数）、行粒数（所测果穗一个中等长度行的粒数）和千粒重（含水率14%）；实测30 穗粒重，按种植密度折算产量。

1.4.3 气象资料气象资料由试验基地自动气象站记录获得，生育期间积温采用公式T= ∑［（Tmax+Tmin）/2］计算，其中，Tmax和Tmin为第i 天的最高气温和最低气温［10℃≤（Tmax+Tmin）/2］。 2021 年4 月20 日至10 月12 日试验期间日最高温、 最低温、 均温见图1，6 月8 日、7 月10 日、7 月11 日分别出现38℃、37℃、37℃高温。

图1 2021 年试验期间气温变化

1.5 数据处理

相关数据使用Microsoft Excel 2013 录入和整理，利用SPSS 22 进行统计分析，利用Sigmaplot 14.0作图。

2 结果与分析

2.1 不同播期下玉米产量及产量构成因素变化规律

由表1 可知，各品种在不同播期条件下，产量及产量构成因素存在差距，不同品种的表现不同。 各品种不同播期平均产量、 最高产量表现为XY335＞ZD958 ＞DK517，穗粒数与产量表现相同。 平均千粒重则表现为XY335＞DK517＞ZD958， 最高千粒重表现为XY335 ＞ZD958＞DK517。 ZD958 最大产量播期为T5，XY335 为T6，DK517 为T7， 各品种在出现最大产量后，随播期推迟，穗粒数、产量呈现逐步减少的趋势，ZD958、DK517 千粒重同步呈现逐渐降低趋势，XY335 表现与其他2 个品种存在差异。 各品种最高产量播期前除T1 产量大幅低于其他播期外，未见其他明显变化规律。

表1 不同播期条件下玉米产量及产量构成因素

2.2 不同播期下各玉米品种生育期变化

由表2 可知，各品种T1～T10 播期在10 月12 日收获前能够成熟，T11、T12 在收获时不能成熟。 播种至 成 熟 所 需 天 数，ZD958 为112～125 d，XY335 为108～126 d，DK517 为104～119 d；播种至出苗所需天数，ZD958 为5～16 d， XY335 为5～16 d，DK517 为5～16 d； 播种至开花天数，ZD958 为50～71 d，XY335为51～73 d，DK517 为49～68 d； 开花至成熟天数，ZD958 为54～63 d，XY335 为53～60 d，DK517 为50～62 d。 ZD958、XY335 播种至开花天数及全生育期均高于DK517，播种至出苗天数差距不大。 随播期推迟，各品种生育期整体呈先缩短后延长的趋势，最短生育期ZD958、XY335 出现在T8 播期，DK517 出现在T6播期。 各品种播种至出苗整体呈现先缩短后延长的趋势，在T1～T8 播期，缩短趋势比较明显，但T8～T12播期延长的趋势并不明显。 各品种花后天数呈延长趋势，T8～T10 播期平均值要明显高于T1～T7 播期。

表2 不同播期处理下各玉米品种生育期情况（单位：d）

2.3 不同播期下玉米成熟所需积温变化

图2 展示了不同玉米品种在不同播期条件下，播种至收获总积温变化趋势。 总体来看，各品种播种至收获总积温呈逐渐降低趋势， T11、T12 播期下，各品种播种至收获总积温明显低于T1～T10 播期。 T1～T9 播期， ZD958、 XY335 总积温值要高于DK517，ZD958 与XY335 相比， ZD958 播种至收获总积温总体较高。 T1～T10 播期，ZD958、XY335、DK517 最低积温分别出现在T10、T10、T6 播期，分别为2 771.5℃·d、2 771.5℃·d、2 749.5℃·d。

图2 不同播期玉米播种至收获期积温

2.4 不同类型玉米产量、生育期与积温、日均温关系

通过对播种至成熟期积温、播种至开花积温、开花至成熟积温、播种至成熟日均温、播种至开花日均温、开花至成熟日均温与产量、生育期关系进行分析（表3），结果表明，播种至成熟期积温与生育期呈显著（ZD958）或极显著（XY335、DK517）正相关，播种至开花日均温与生育期呈显著（ZD958） 或极显著（XY335、DK517）负相关，各品种表现较为一致，差异主要表现在相关显著水平上。 各品种播种至收获积温与产量呈极显著正相关， 播种至成熟期积温与产量相关性表现差异较大，ZD958 表现为极显著正相关，XY335、DK517 相关性不显著。 花前、花后积温对产量及生育期的影响品种间表现差距较大，ZD958花前花后积温与产量呈极显著、显著相关，XY335 花前花后积温则与生育期呈现极显著正相关。 XY335、DK517 播种至成熟期日均温与生育期呈现显著和极显著负相关关系，ZD958 则未见显著相关性，ZD958、XY335 花后日均温与生育期呈现显著正相关。

表3 不同玉米品种积温、日均温与产量及生育期相关性

3 讨论

播期对玉米产量有一定影响， 本研究选用3 个不同熟期玉米品种，自4 月20 日至7 月6 日，设最晚收获期为10 月12 日，进行12 个播期试验，研究发现，3 个参试品种ZD958 最大产量播期为T5（5 月18 日），XY335 为T6（5 月25 日），DK517 为T7（6 月1 日），各品种在出现最大产量后，随播期推迟，穗粒数、产量呈现逐步减少的趋势，各品种最高产量播期前除T1 产量大幅低于其他播期外，未见其他明显变化规律。 戴明宏等的研究认为，华北各地区玉米产量在4 月下旬至6 月中旬的播期范围内均随播期的延迟而增加[2]。 陈晓威等通过对玉米进行不同播期试验，结果表明，随着播期的延后，产量逐渐降低[7]。 李言照等认为， 早播延长生育期且使籽粒灌浆期处于较优越的光热条件下， 明显提高了产量[8-9]。 这些研究与本研究结果有一定出入，可能与时间跨度及播期处理设置不同有关，但玉米最大产量播期在5 月下旬至6 月上旬之间的结论较为一致。

有效积温是影响玉米产量的主要因子， 是玉米取得高产的首要条件[10]，玉米籽粒产量与生育期内有效积温呈正相关[3,11]，中晚熟品种成熟需要的有效积温为2 500～2 800℃·d。 玉米生育期间的光、 温因子难以调控，但可通过播期适当调节[12]。 本研究中玉米品种ZD958、XY335、DK517 最低积温分别 出现在T10、T10、T6 播期，分别为2 771.5℃·d、2 771.5℃·d、2 749.5℃·d。 相关分析表明，各品种播种至收获积温与产量呈极显著正相关， 播种至成熟期积温与产量相关性表现差异较大，正常成熟条件下，玉米所需积温差距不大，收获时不能达到成熟的情况下，积温与产量相关性较大。 前人的研究结果与本研究在成熟所需积温范围上较为一致， 但在积温与产量的相关关系上有一定出入。 本研究认为，充足的有效积温是高产的首要保障，但达到一定积温值后，有效积温与产量的相关性变弱， 这是由于玉米高产是多因子综合作用的结果， 播期调整后带来的是多种生态因子的综合变化， 播期调整中应注意保障玉米充足的有效积温。 本地区玉米生产中， 为保障充足的有效积温，玉米最晚播期不能晚于6 月30 日。

玉米生长发育对气温高低的反应十分敏感，随播期的推迟和气温的逐渐升高， 玉米各生育阶段均有所缩短[3]。 薛庆禹等的试验结果显示，随播期推迟吐丝至成熟阶段平均气温不断下降， 生育日数反而缩短[13]。 本研究发现，随播期推迟，各品种生育期整体先缩短后延长， 播种至出苗整体呈现先缩短后延长的趋势，延长的趋势并不明显。 相关分析则显示，播种至开花日均温与生育期呈显著（ZD958）或极显著（XY335、DK517） 负相关，XY335 花前花后积温与生育期呈现极显著正相关，XY335、DK517 播种至成熟期日均温与生育期呈现显著和极显著负相关，ZD958则未见显著相关性，ZD958、XY335 花后日均温与生育期呈现显著正相关。 前人的研究结果均有部分与本研究符合，但整体来看有一定出入，这可能与播期的设置及收获期的确定有关，而且本研究中，花后积温与生育期相关性分析只在收获时正常成熟的播期处理内进行。 总体来看，日均温较高，达到一定积温值所需时间缩短， 但播期过早， 播种至出苗时间过长，这可能与地温有关，还需要进一步研究确定。

4 结论

本地区玉米生产在4 月20 日至6 月22 日期间播种，10 月12 日以前收获，均可正常成熟，6 月30 日后播种不能正常成熟，5 月下旬至6 月上旬之间播种产量水平较高。 随播期推迟，各品种生育期整体呈先缩短后延长的趋势，日均温较高，达到一定积温值所需时间缩短，但播期过早，播种至出苗时间过长。 淄博市小麦收获后，在6 月20 日前夏直播玉米贴茬播种，收获时间延迟到10 月10 日左右，全生育期天数可达到112 d、积温2 800℃·d，完全满足早熟品种的积温需求，基本可满足中熟品种的积温需求。